特許 5667916 内視鏡操作部に設けられる操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5667916

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】内視鏡操作部に設けられる操作装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20150122BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/00 300A

   G02B23/24 A

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-79108(P2011-79108)

(22)【出願日】2011年3月31日

(65)【公開番号】特開2012-213428(P2012-213428A)

(43)【公開日】2012年11月8日

【審査請求日】2014年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100129746

【弁理士】

【氏名又は名称】虎山 滋郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147762

【弁理士】

【氏名又は名称】藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】小林 徹至

(72)【発明者】

【氏名】片山 暁元

(72)【発明者】

【氏名】伊東 哲弘

【審査官】 門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１９６８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８６５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８７７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１６７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４１４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００ − １／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／２４ −２３／２６

Ａ６１Ｂ ８／１２

Ｇ０６Ｆ ３／０３５４

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スコープ本体の操作部に設けられる操作装置であって、
タッチパッドと前記タッチパッドの下に積層される圧力検出層とを備える操作パッドと、
前記圧力検出層において所定値よりも高い圧力が検出されると、その後前記タッチパッド上の接触位置の変化に基づく制御信号を出力する制御信号出力手段と
を備えることを特徴とする操作装置。

【請求項2】

前記制御信号出力手段は、前記制御信号の出力がない状態から最初に前記所定値よりも高い圧力が検出された位置を操作開始認識位置とし、前記操作開始認識位置を通る直線により２分される前記タッチパッドの２つの領域の何れに前記接触位置が移動するかに基づいて制御方向を選択することを特徴とする請求項１に記載の操作装置。

【請求項3】

前記制御信号に、前記スコープ本体に設けられた光学的変倍機構におけるレンズ群の移動方向の選択が含まれることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。

【請求項4】

前記操作部において、内視鏡挿入部が延出される第１軸方向に平行な面に前記操作パッドが配置されることを特徴とする請求項３に記載の操作装置。

【請求項5】

前記第１軸方向に交差する第２軸方向にユニバーサルコードが延出されるとともに、前記第１、第２軸方向に直交する第３軸を回転軸としてアングルノブが設けられる前記操作部において、前記操作パッドが前記第３軸に平行な面に配置されることを特徴とする請求項３に記載の操作装置。

【請求項6】

前記操作パッドを複数備え、前記複数の操作パッドのうち最初に前記所定値よりも高い圧力が検出される操作パッドにおいて、その後の前記接触位置の検出が開始されることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。

【請求項7】

請求項１〜６の何れか１項に記載の操作装置が搭載されることを特徴とする拡大内視鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡の操作部に設けられる操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば光学的変倍機能が設けられ観察倍率が可変とされた拡大内視鏡では、その操作部に変倍を行うためのスイッチが設けられる。変倍操作はアングルノブの操作中に行われることも多いため高い操作性が求められる。そのため操作部のどの位置にどのようなスイッチをどのように配置するかは操作性の観点から重要である。このような観点から、特にアングルノブと変倍用スイッチの間における親指の往復移動の容易さを考慮して、アングルノブの回転軸方向に対し略垂直方向に２つのスイッチを略接触状態で並べて配置する構成が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−３１６７９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、変倍に用いられる従来の操作部は、一般的なレバーやスイッチを用いているため操作位置が固定されている。一方、ユーザの手の大きさや癖は人によって異なる。そのため操作部の位置が固定されていると人によって操作感が異なり、どのようなユーザにとっても操作性が高いとは言えない。

【0005】

本発明は、ユーザに合わせて操作位置が変更できる操作装置を内視鏡の操作部に設けることを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の操作装置は、スコープ本体の操作部に設けられる操作装置であって、タッチパッドとタッチパッドに積層される圧力検出層とを備える操作パッドと、圧力検出層において所定値よりも高い圧力が検出されると、その後タッチパッド上の接触位置の変化に基づく制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えたことを特徴としている。

【0007】

制御信号の出力がない状態から最初に所定値よりも高い圧力が検出された位置を操作開始認識位置とし、操作開始認識位置を通る直線により２分されるタッチパッドの２つの領域の何れに接触位置が移動するかに基づいて制御方向を選択する。

【0008】

制御信号には、スコープ本体に設けられた光学的変倍機構におけるレンズ群の移動方向の選択が含まれる。操作部において、内視鏡挿入部が延出される第１軸方向に平行な面に操作パッドが配置される。また操作部には、第１軸方向に交差する第２軸方向にユニバーサルコードが延出されるとともに、第１、第２軸方向に直交する第３軸を回転軸としてアングルノブが設けられ、第１操作パッドは第３軸に平行な面に配置されることが好ましい。

【0009】

操作装置は更に操作パッドを複数備え、複数の操作パッドのうち最初に所定値よりも高い圧力が検出される操作パッドにおいて、その後の接触位置の検出が開始される。

【0010】

本発明の拡大内視鏡は、上記の何れかの操作装置が搭載されたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ユーザに合わせて操作位置が変更できる操作装置を内視鏡の操作部に設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態である拡大内視鏡の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。

【図2】スコープ本体の外観を示す図である。

【図3】操作部の図２のＡ方向からの拡大矢視図である。

【図4】操作部の図３のＢ方向からの拡大矢視図である。

【図5】光学的変倍機構の制御に関わる構成を示すブロック図である。

【図6】光学的変倍機構制御処理のフローチャートである。

【図7】タッチパッドの平面図である。

【図8】第２実施形態における光学的変倍機構の制御に関わる構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である光学的変倍機能を備えた電子内視鏡装置の電気的な構成を示すブロック図である。

【0014】

一般に電子内視鏡装置１０は、スコープ本体（電子内視鏡）１１と、スコープ本体が着脱自在に取り付けられるプロセッサ装置１２と、内視鏡画像を表示するモニタ１３を備える。スコープ本体１１は、可撓管からなる挿入部１４と、ユーザにより把持・操作される操作部１５とを備える。操作部１５はユニバーサルコード１６（図２参照）を介してプロセッサ装置１２に連結され、これにより、スコープ本体１１とプロセッサ装置１２は、ユニバーサルコードを介して電気的、光学的に接続される。

【0015】

挿入部１４の先端にはレンズ群１７と撮像素子１８が配置される。撮像素子１８はＣＣＤ駆動回路／信号処理回路１９によって駆動され、撮像素子１８で生成された画像信号は、ＣＣＤ駆動回路／信号処理回路１９、制御部２０、通信制御部２１を介してプロセッサ装置１２のプロセス回路／コントロール回路２２に入力される。入力された画像信号にはプロセス回路／コントロール回路２２において所定の信号処理が施され、コネクタ回路２２Ｃを介してモニタ１３などの外部装置へと出力される。

【0016】

なお、撮像素子１８による撮影は、プロセッサ装置１２に設けられた光源２４からの光をスコープ本体１１内に配設されたライトガイド２５を介して挿入部１４の先端まで伝送し、先端部から照射することで行われる。

【0017】

また、本実施形態のレンズ群１７は、光学的変倍機構を備えた光学系である。光学変倍機構は、操作部１５に設けられたモータ２６によって駆動され、その駆動力は挿入部１４に配設されたトルクワイヤ２３を介して光学変倍機構まで伝送される。モータ２６は、操作部１５に設けられたモータ駆動回路２７を通して制御部２０により制御される。また、変倍機構におけるレンズ位置（倍率）に対応するモータ２６の回転位置は、位置センサ２８を通して制御部２０においてモニタされる。

【0018】

なお、操作部１５には、後述するように変倍操作部２９が設けられ、その操作信号は制御部２０に入力され、モータ２６は、この操作信号に基づいて制御される。

【0019】

図２は、本実施形態のスコープ本体１１の部分的な外観を示す図である。操作部１５には、挿入部１４の先端に設けられた湾曲部１４Ａを上下左右に湾曲させるためのアングルノブ３０、３１が設けられる。従来周知のように、アングルノブ３０、３１は同軸的に枢軸され、それぞれを回転させると各アングルノブ３０、３１に接続され、挿入部１４内を湾曲部１４Ａまで配設されたアングルワイヤ（図示せず）により湾曲部１４が上下左右に曲げられる。

【0020】

挿入部１４の可撓管は、操作部１５から操作部１５の長手方向に沿った第１軸（Ｘ）方向へと延出される。また、ユニバーサルコード１６は、第１軸（Ｘ）に交差する第２軸（Ｙ）方向に沿って延出される。アングルノブ３０、３１は、第１軸（Ｘ）と第２軸（Ｙ）に略直交する第３軸（Ｚ）を回転軸として操作部１５の１つの側面に取り付けられる。また、操作部１５において、ユニバーサルコード１６が接続される側とは反対側の面には掃気／送水ボタン３２、吸引ボタン３３などが配置される。

【0021】

図３、図４は、操作部１５の拡大矢視図であり、第１実施形態の変倍操作部２９の操作部１５上における配置を示す。なお図３は、図２のＡ方向からの矢視図であり、図４は図３のＢ方向からの矢視図である。

【0022】

本実施形態において、変倍操作部２９は、タッチパッド３４Ａ（図５参照）に圧電膜３４Ｂ（図５参照）を積層した操作パッド３４である。第１実施形態では、操作部１５の側面のうち、第３軸Ｚに平行な面、すなわち本実施形態では、ユニバーサルコード１６が延出される側の面に操作パッド３４が配置される。また操作パッド３４は、挿入部１４に対しアングルノブ３０、３１の回転軸Ｚよりも遠い側に配置される。

【0023】

図５は、第１実施形態のスコープ本体１１に設けられた構成のうち、光学的変倍機構の制御に用いられる構成の電気的な構成を示すブロック図である。

【0024】

操作部１５に設けられた制御部２０は、駆動制御部３５Ａ、３５Ｂ、およびＡ／Ｄ変換器３６Ａ、３６Ｂを介してタッチパッド３４Ａおよび圧電膜３４Ｂにそれぞれ接続され、各センサで検出された信号は、Ａ／Ｄ変換器３６Ａ、３６Ｂを介して制御部２０に入力される。制御部２０は、圧電膜３４Ｂおよびタッチパッド３４Ａからの信号に基づき、モータ駆動回路２７に指令信号を出力し、モータ駆動回路２７は、この指令信号に基づいてモータ２６の回転方向および回転量を制御する。

【0025】

モータ２６の出力軸は、減速機（図示せず）を介してトルクワイヤ２３の一端に接続され、トルクワイヤ２３はモータ２６の回転力を挿入部１４の先端に配置された光学的変倍機構に回転力を伝達する。この回転力により光学的変倍機構は、カム機構等を通してレンズ群１７を遠焦点方向（Ｔｅｌｅ方向）、または近焦点方向（Ｗｉｄｅ方向）へと移動する。また、制御部２０にはメモリ３７が接続される。

【0026】

図６は、第１実施形態の光学的変倍機構制御処理の流れを示すフローチャートである。図５、図６を参照して、本実施形態の操作パッド３４を用いた光学変倍機構制御処理について説明する。

【0027】

まず、ステップＳ１００で圧電膜３４Ｂの圧電素子の押し圧データが制御部２０において取得される。ステップＳ１０２では、取得された押し圧データ（圧力）が所定の閾値以上か否かが判定される。ステップＳ１０２において、押し圧データが所定の閾値以上でない場合には、処理はステップＳ１０３を介してステップＳ１００へ戻り同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１０３では、Ｔｅｌｅ側あるいはＷｉｄｅ側へのレンズ移動を行うためのＴｅｌｅ側スイッチ、Ｗｉｄｅ側スイッチがオンであれば全てオフに設定する。

【0028】

また、ステップＳ１０２において押し圧データが所定閾値以上の場合、ステップＳ１０４において、制御部２０は、タッチパッド３４Ａから接触位置の座標データを取得する。また、ステップＳ１０６では、光学的変倍機構のＴｅｌｅ側スイッチまたはＷｉｄｅ側スイッチが既にオン状態であるか否か判定される。

【0029】

もし、本処理の実行が始めてで、Ｔｅｌｅ側スイッチおよびＷｉｄｅ側スイッチの何れもオンされていなければ、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０４で取得された座標が操作開始認識位置として一時的にメモリ３７に保存される。また、ステップＳ１１０においてタッチパッド３４Ａにおける接触位置の座標データが再度取得されるとともに現座標データとされ、ステップＳ１１２が実行される。なお、ステップＳ１０６においてＴｅｌｅ側スイッチまたはＷｉｄｅ側スイッチの何れかがオンされている場合には、ステップＳ１０４で得られた座標データを現標データとしたまま、処理はステップＳ１１２に移行する。

【0030】

ステップＳ１１２では、現座標データのうち例えば横軸の座標値ｘが操作開始認識位置の横軸座標値ｘｏにαを加えた値（ｘｏ＋α）よりも大きいか否かが判定される。ｘ＞ｘｏ＋αと判定されるとステップＳ１１４においてＴｅｌｅ側スイッチがオンされてレンズ群１７は遠焦点方向へと向けて移動され、処理はステップＳ１００へと戻る。

【0031】

一方、ステップＳ１１２においてｘ＞ｘｏ＋αではないと判定されると、ステップＳ１１６において座標値ｘが操作開始認識位置の横座標値ｘｏからαを引いた値（ｘｏ−α）よりも小さいか否かが判定される。ｘ＜ｘｏ−αと判定されるとステップＳ１１８においてＷｉｄｅ側スイッチがオンされてレンズ群１７は近焦点方向へ向けて移動され、処理はステップＳ１００へと戻る。

【0032】

なお、例えば図７に示す縦横１０２４×１０２４点検出可能な矩形のタッチパッドを例に説明すると、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理は、例えば円形で示される領域に指が触れられ、その中心が操作開始認識位置Ｐ（ｘ、ｙ）として取得されるとき、点Ｐを通る縦線Ｌよりも右側をＴｅｌｅ側スイッチをオンする領域とし、左側をＷｉｄｅ側スイッチをオンする領域とする。また、誤操作を防止するために、本実施形態では、ｘの両側にαの不感帯を設けている。なお、領域の分割は本実施形態の横方向に限定されるものではなく、縦方向や斜め方向でもよい。

【0033】

また、ステップＳ１００に戻った後、押し圧データが閾値以上ではないときには、ステップＳ１０３においてレンズ群１７の移動処理が中止され、ステップＳ１０２の条件が満たされるまで変倍は行われない。

【0034】

以上のように、第１実施形態によれば、ユーザは操作パッドを一定以上の圧力で触れた位置を操作位置とすることができ、この位置は操作パッド内において自由に選択できるので、それぞれのユーザにとって最も扱い易い位置を操作位置とすることができる。また操作可能な範囲が広いので、手技の途中において変倍操作のために持ち替えの必要性が低減され、特に本実施形態の操作パッドの配置は、アングルノブ操作中におけるアクセスを容易にする。

【0035】

また本実施形態では、一定の圧力以上で操作パッドをユーザが押さない限り、Ｔｅｌｅ側、Ｗｉｄｅ側スイッチはオフに維持されるので、誤って光学的変倍機構が駆動され、倍率が変更されてしまうことがない。更に、接触位置の変化の有無の判断において、不感帯を設けたので更に誤操作を防止できる。

【0036】

次に図４、図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、操作パッドを複数備える点で第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。したがって、同様の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。

【0037】

第２実施形態では、例えば２つの操作パッド３４、３９を備える。操作パッド３４は、操作部１５における第１実施形態と同様の位置に配置される。一方、操作パッド３９は、図４の破線で示される位置に配置される。すなわち、操作パッド３９は、アングルノブ３０、３１(図３参照)が設けられた面の反対側の面に設けられる。また、操作パッド３４と同様に、挿入部１４に対しアングルノブ３０、３１の回転軸Ｚよりも遠い側に配置される。

【0038】

図８は、第１実施形態の図５に対応するブロック図である。すなわち、操作パッド３９は、圧電膜３９Ｂをタッチパッド３９Ａに積層したもので、タッチパッド３９Ａ、圧電膜３９Ｂは、駆動制御部４０Ａ、４０Ｂ、およびＡ／Ｄ変換器４１Ａ、４１Ｂを介して制御部２０に接続され、各センサで検出された信号は、Ａ／Ｄ変換器４１Ａ、４１Ｂを介して制御部２０に入力される。制御部２０は、操作パッド３４、３９のうち選択された方の信号に基づいてモータ駆動回路２７、モータ２６を制御し、レンズ群１７の位置（倍率）を調整する。

【0039】

なお、操作パッド３４、３９は、それぞれ図６に示されるフローチャートの説明と同様の方法で使用されるが、その選択は、例えば先にステップＳ１０２の条件が満たされるか否かによって決定される。一旦一方の操作パッドが選択された後は、その操作パッドにおいて図６のフローが実行される。

【0040】

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態では２つの操作パッドを用い、更に２つの操作パッドは操作部の異なる面に設けられるので、ユーザによる選択の自由が大きい。

【0041】

なお、第２実施形態では、操作パッドの数を２としたが、３以上であってもよい。また、本実施形態では、制御対象を光学的変倍機構としたが、本実施形態を電子ズームや、明るさの調整など他の制御対象に応用することも可能である。また、本実施形態では、操作パッド上の操作方向により制御方向（レンズ群の移動方向）の選択のみを行ったが、操作開始認識位置からの接触位置の移動方向および距離に基づいてレンズ移動速度を制御する構成とすることもできる。

【符号の説明】

【0042】

１０ 電子内視鏡装置
１１ スコープ本体（電子内視鏡）
１２ プロセッサ装置
１３ モニタ
１４ 挿入部
１５ 操作部
１６ ユニバーサルコード
１７ レンズ群
１８ 撮像素子（ＣＣＤ）
２０ 制御部
２３ トルクワイヤ
２６ モータ
２７ モータ駆動回路
２８ 位置センサ
２９ 変倍操作部
３０、３１ アングルノブ
３４、３９ 操作パッド
３４Ａ、３９Ａ タッチパッド
３４Ｂ、３９Ｂ 圧電膜
３７ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】